Door David H. Nguyen, Ph.D.
De enzymen die nucleotiden aan een DNA-keten toevoegen, worden polymerasen genoemd, waarvan er veel zijn. Begrijpen welke typen polymerasen welke functies vervullen onder welke omstandigheden zal de complexiteit van dit onderwerp verduidelijken. De processen van transcriptie, het maken van RNA van DNA, en replicatie, het kopiëren van DNA van DNA, zijn belangrijke functies die polymerasen vereisen om nucleotiden tot lange ketens te koppelen. Prokaryoten, zoals bacteriën, en eukaryoten, zoals menselijke cellen, hebben polymerasen die, afhankelijk van de context, anders of vergelijkbaar kunnen werken. Hetzelfde kernthema van het nauwkeurig koppelen van nucleotiden is echter aanwezig in zowel prokaryoten als eukaryoten.
Eukaryotische transcriptie
RNA Polymerase II (RNA Pol II) is het enzym dat nucleotiden toevoegt aan een nieuwe DNA-keten die tijdens transcriptie wordt geproduceerd. Het wordt gerekruteerd naar de transcriptiestartplaats van een gen door een cluster van transcriptiefactoren die binden aan de TATA-box, een sequentie van nucleotiden nabij de startlijn van het gen. Deze transcriptiefactoren worden de TFII-familie (voor transcriptiefactor voor polymerase II) van eiwitten genoemd. Deze transcriptiefactoren helpen RNA Polymerase II om langs het afgewikkelde DNA te gaan reizen. Terwijl het voortbeweegt, verbindt het nucleotiden tot een nieuwe keten door de vrij zwevende nucleotiden te matchen met hun overeenkomstige basenparen op de matrijsstreng van DNA.
De enzymen die nucleotiden aan een DNA-keten toevoegen, worden polymerasen genoemd, waarvan er veel zijn. Begrijpen welke typen polymerasen welke functies vervullen onder welke omstandigheden zal de complexiteit van dit onderwerp verduidelijken. De processen van transcriptie, het maken van RNA van DNA, en replicatie, het kopiëren van DNA van DNA, zijn belangrijke functies die polymerasen vereisen om nucleotiden tot lange ketens te koppelen. Prokaryoten, zoals bacteriën, en eukaryoten, zoals menselijke cellen, hebben polymerasen die, afhankelijk van de context, anders of vergelijkbaar kunnen werken. Hetzelfde kernthema van het nauwkeurig koppelen van nucleotiden is echter aanwezig in zowel prokaryoten als eukaryoten.
Prokaryote transcriptie
Bacteriële RNA-polymerase II is een eiwitcomplex met meerdere subeenheden. In plaats van te worden gerekruteerd naar de startplaats van transcriptie door eiwitten van de TFII-familie - zoals gebeurt met de eukaryote versie - heeft bacterieel RNA Pol II een subeenheid die de sigma-factor wordt genoemd. De sigmafactor brengt het hele RNA Pol II-complex naar de startlijn van het gen. De sigmafactor helpt de dubbele DNA-helix open te wrikken, waardoor het bacteriële RNA Pol II-complex langs een DNA-streng kan glijden en nieuwe nucleotiden kan toevoegen.
De enzymen die nucleotiden aan een DNA-keten toevoegen, worden polymerasen genoemd, waarvan er veel zijn. Begrijpen welke typen polymerasen welke functies vervullen onder welke omstandigheden zal de complexiteit van dit onderwerp verduidelijken. De processen van transcriptie, het maken van RNA van DNA, en replicatie, het kopiëren van DNA van DNA, zijn belangrijke functies die polymerasen vereisen om nucleotiden tot lange ketens te koppelen. Prokaryoten, zoals bacteriën, en eukaryoten, zoals menselijke cellen, hebben polymerasen die, afhankelijk van de context, anders of vergelijkbaar kunnen werken. Hetzelfde kernthema van het nauwkeurig koppelen van nucleotiden is echter aanwezig in zowel prokaryoten als eukaryoten.
DNA-replicatie
DNA-replicatie is over het algemeen vergelijkbaar tussen eukaryoten en prokaryoten. Replicatie is anders dan transcriptie doordat beide DNA-strengen tegelijkertijd worden gekopieerd - beide DNA-strengen dienen als sjablonen. Bij DNA-replicatie wordt één streng nieuw DNA geproduceerd als een continue keten (de leidende) streng), terwijl de andere streng van nieuw DNA wordt gemaakt in korte discontinue stukjes (de lagging strand). DNA Polymerase III is het enzym dat nucleotiden toevoegt om de continue leidende streng te maken. Een ander polymerase, DNA Polymerase I, voegt nucleotiden toe om de discontinue fragmenten (genaamd Okazaki-fragmenten) op de achterblijvende streng te maken.
De enzymen die nucleotiden aan een DNA-keten toevoegen, worden polymerasen genoemd, waarvan er veel zijn. Begrijpen welke typen polymerasen welke functies vervullen onder welke omstandigheden zal de complexiteit van dit onderwerp verduidelijken. De processen van transcriptie, het maken van RNA van DNA, en replicatie, het kopiëren van DNA van DNA, zijn belangrijke functies die polymerasen vereisen om nucleotiden tot lange ketens te koppelen. Prokaryoten, zoals bacteriën, en eukaryoten, zoals menselijke cellen, hebben polymerasen die, afhankelijk van de context, anders of vergelijkbaar kunnen werken. Hetzelfde kernthema van het nauwkeurig koppelen van nucleotiden is echter aanwezig in zowel prokaryoten als eukaryoten.
Meer dan één polymerase
Er zijn vijf DNA-polymerasen in bacteriën en 15 bij mensen. Ze behoren over het algemeen tot drie verschillende klassen: A, B en X. DNA Pol III, dat de leidende streng vormt tijdens DNA-replicatie, is een klasse A-type en maakt zeer lange strengen (30.000 nucleotiden) voordat het van het DNA valt. DNA Pol I, dat de korte discontinue Okazaki-fragmenten op de achterblijvende streng maakt, behoort tot klasse B - het maakt fragmenten die ongeveer 600 nucleotiden lang zijn. Ten slotte bevat klasse X polymerasen die betrokken zijn bij het repareren van beschadigd DNA. Ze voegen ook nucleotiden toe, maar dan in de vorm van korte ketens.
gerelateerde artikelen
Stappen van DNA-transcriptie
Welk enzym is verantwoordelijk voor het verlengen van de RNA-keten?
Wat is histonacetylering?
Hoe werkt DNA-vertaling?
Waarom zijn er 61 anticodons?
Wat zijn de functies van mRNA en tRNA?
Een enzym dat de vorming van het DNA-molecuul katalyseert
Belang van vrije ribosomen
De drie manieren waarop een RNA-molecuul structureel...
Namen van DNA-strengen
Wat is de eerste stap bij het decoderen van genetische berichten?
Hoe worden restrictie-enzymen gebruikt in de biotechnologie?
Welke soorten genen hebben plasmiden?
Welke mechanismen zorgen voor de nauwkeurigheid van DNA-replicatie?
De locatie van ribosomen in een cel
Hoe maak je een DNA-model met pijpreinigers
Wat wordt gebruikt om DNA op een specifieke locatie te knippen voor...
Wat is het verschil tussen een nucleotide en een nucleoside?
Een PCR-primer ontwerpen
Verschil tussen transcriptie en DNA-replicatie
Referenties
- Moleculaire biologie van de cel: RNA-polymerase II vereist algemene transcriptiefactoren
- Moleculaire biologie van de cel: signalen gecodeerd in DNA vertellen RNA-polymerase waar te beginnen en te stoppen
- Moleculaire celbiologie: eukaryote replicatiemachines zijn over het algemeen vergelijkbaar met die van E. coli
- Kritische beoordelingen in plantenwetenschap: meerdere functies van DNA-polymerasen
Over de auteur
David H. Nguyen is gepromoveerd en is kankerbioloog en wetenschapsschrijver. Zijn specialiteit is tumorbiologie. Hij heeft ook een sterke interesse in de diepe kruispunten tussen sociaal onrecht en ongelijkheid op het gebied van kankergezondheid, die met name etnische minderheden en tot slaaf gemaakte volkeren treffen. Hij is auteur van het Kindle eBook "Tips of Surviving Graduate & Professional School."
Fotocredits
Comstock/Stockbyte/Getty Images